高速铁路的隧道特点
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高速铁路工务知识手册(路基桥隧)《高速铁路工务知识手册》(路桥)1高速铁路的基本概念1.3 高速铁路工务设施十大技术特点。
1.3.2 新型桥梁。
对高速铁路桥梁,要求具有较大的刚度,常用跨度桥大量采用预应力混凝土双线整孔箱梁、大跨度桥梁采用梁拱组合桥梁、更大跨度桥梁采用斜拉桥等新型桥梁。
1.3.3 以桥代路。
高速铁路沿线经济社会发达,需跨越的城市道路、公路、既有铁路、地下管线多,沿海地区河道水网密布、软土等特殊性土分布广泛,大量采用高架桥以桥代路。
已开通和在建设计速度350km/h、250km/h高速铁路桥梁比例分别达到了71%和35%。
1.3.4 隧道净空。
高速运行引起的隧道空气动力学问题突出。
为减缓高速列车通过隧道时产生的空气动力学效应对旅客舒适度和车厢变形的影响,加大隧道净空面积。
350km/h双线和单线隧道有效净空面积分别达到了100m2和70m2,250km/h双线和单线隧道分别达到了90m2和58m2。
1.3.5 刚度均匀。
路基沿线路的刚度不平顺会造成轨道动态不平顺。
列车速度越高、刚度变化越剧烈,引起的列车振动越强烈,因此,除要求路基段刚度均一外,在路基与桥梁、涵洞、隧道等结构物之间和路堑遇路堤之间设置路桥、路涵、路隧、堤堑等各种过渡段,以实现刚度均匀过渡。
1.3.6 沉降控制。
为确保高速铁路正常行车和减少维修量,对工后沉降控制严格。
路基工后沉降:无砟轨道不大于15mm,250和350 km/h线路有砟轨道分别不大于100mm和50mm。
桥梁基础工后沉降:无砟轨道不大于20mm,250和350 km/h线路有砟轨道分别不大于50mm和30mm。
涵洞工后沉降量与相邻路基地段协调一致。
1.3.8 动态优化。
为有效控制工后沉降和沉降速率,对软土、松软土和湿陷性黄土等特殊地段路基,提前开展实验工程,根据沉降观测数据和发展趋势、工期等,采取调整预压土高度、卸荷时间、基床底层顶面抬高、铺轨时间等,进行动态优化设计。
高铁隧道参数高铁隧道参数是确保高铁安全、顺畅运行的关键因素。
这些参数涵盖了隧道的长度、宽度、高度以及其他与设计和地质条件相关的细节。
下面将详细介绍这些参数及其重要性。
首先,高铁隧道的长度是根据具体的工程设计和地质条件来确定的。
隧道长度的规划旨在满足列车运行的需求,同时考虑到地形、地质、环境保护和工程造价等多方面因素。
过长的隧道可能会增加建设成本和运营风险,而过短的隧道则可能无法满足列车的运行需求。
其次,隧道的宽度和高度是根据列车的尺寸和安全要求来确定的。
隧道宽度要能够容纳列车的通过,并且留有一定的安全距离,以确保列车在行驶过程中的稳定性。
隧道的高度也要足够容纳列车通过,并且确保列车和隧道结构之间有足够的空间,以防止因碰撞或其他原因造成的安全事故。
此外,高铁隧道的净空尺寸也是非常重要的参数。
净空尺寸是指隧道内部的实际空间大小,它直接影响到列车的通过能力和运行速度。
高铁隧道的净空尺寸通常根据列车的最高运行速度来确定,以确保列车在高速行驶时不会受到隧道结构的限制。
除了上述基本参数外,高铁隧道的设计还需要考虑围岩类型、开挖宽度和高度等因素。
不同的围岩类型会对隧道的稳定性和安全性产生不同的影响,因此需要在设计和施工过程中采取相应的措施来确保隧道的稳定性。
开挖宽度和高度则取决于隧道的设计和施工方法,需要根据具体情况进行调整和优化。
总的来说,高铁隧道参数的选择和设计是一个复杂而重要的过程。
这些参数的选择需要综合考虑多种因素,包括地质条件、列车尺寸、运行速度、工程造价等。
通过科学的设计和合理的施工,可以确保高铁隧道的安全性、稳定性和经济性,为高铁的顺畅运行提供有力保障。
8隧道8.1一般规定地道设计一定考虑列车进入地道引发的空气动力学效应付行车、游客舒坦度、地道结构和环境等方面的不利影响。
地道衬砌内轮廓应切合建筑限界、设备安装、使用空间、结构受力缓和解空气动力学效应等要求。
地道结构应知足持久性要求,主体结构设计使用年限应为100 年。
地道主体工程竣工后,应付其特别岩土及不良地质地段基底的变形进行观察。
地道协助坑道的设置应综合考虑施工、防灾营救分散缓和解空气动力学效应等功能的要求。
地道结构防水等级应达到一级标准。
8.2衬砌内轮廓地道衬砌内轮廓确实定应试虑以下要素:1地道建筑限界;2股道数及线间距;3地道设备空间;4空气动力学效应;5轨道结构形式及其营运保护方式。
地道净空有效面积应切合以下规定:2,m双线地道不该小于h 时, 100 350km1设计行车速度目标值为300、/2。
单线地道不该小于70 m2,单 90 m/h 时,双线地道不该小于 250km2 设计行车速度目标值为2。
58 m线地道不该小于曲线上的地道衬砌内轮廓可不加宽。
地道内应设置营救通道和安全空间,并切合以下规定:1营救通道1)地道内应设置贯穿的营救通道。
单线地道单侧设置,双线地道双侧设置,营救通道距线路中线不该小于 2.3m。
2)营救通道的宽度不宜小于 1.5m,在装设专业设备处可适合减少;高度不该小于 2.2m。
3)营救通道走行面不该低于轨面,走行面应平坦、铺设坚固;2安全空间1)安全空间应设在距线路中线 3.0m 以外,单线地道在营救通道一侧设置,多线地道在双侧设置;2)安全空间的宽度不该小于0.8m,高度不该小于 2.2m。
双线、单线地道衬砌内轮廓如图~4 所示。
cm)时速 250km/h 双线地道内轮廓(单位:8.2.5-1 图隧线线道路路中中中线线线内轨顶面图时速300、350km/h双线地道内轮廓(单位:cm)线内轨顶面图时速250km/h单线地道内轮廓(单位:cm)线隧路道中中线线内轨顶面图 8.2.5-4 时速 300、350km/h 单线地道内轮廓(单位: cm)8.3地道衬砌暗挖地道应采纳复合式衬砌,明挖地道应采纳整体式衬砌。
汇报人:日期:CATALOGUE目录•高速铁路隧道工程概述•高速铁路隧道设计•高速铁路隧道施工•高速铁路隧道安全与质量控制•高速铁路隧道工程案例分析•总结与展望高速铁路隧道工程概述01高速铁路隧道工程是指为满足高速列车行驶需要,在地质条件下利用工程机械修建的隧道。
定义具有较高的技术要求,需要考虑到隧道内的空气动力学效应、隧道结构设计、施工方法等因素。
特点定义与特点通过修建高速铁路隧道,可实现列车的高速通行,提高铁路运输能力和效率。
提高铁路运输能力优化国土空间布局提高安全性高速铁路隧道能够穿越山地、丘陵等复杂地形,优化国土空间布局,促进区域经济发展。
高速铁路隧道具有较好的封闭性,能够减少外部环境对列车行驶的影响,提高列车行驶的安全性。
030201高速铁路隧道工程的重要性高速铁路隧道工程的历史与发展高速铁路隧道工程起源于20世纪初,随着工程技术的发展和进步,逐渐得到了广泛应用和发展。
发展目前,我国已成为世界上高速铁路隧道工程建设规模最大、技术水平最高的国家之一,未来还将继续推进高速铁路隧道工程建设,提高铁路运输能力和效率。
高速铁路隧道设计02根据施工条件、线路要求和地质条件,选择合适的断面形状,如圆形、马蹄形、矩形等。
隧道断面形状根据列车通行、施工安全、结构稳定及地质条件等因素,确定合理的隧道横断面尺寸。
隧道横断面尺寸为保证列车安全舒适地运行,隧道内应保持规定的净空面积和净空高度。
隧道净空隧道断面设计根据围岩的物理力学性质、岩体结构特征等因素,对围岩进行分级,以便于选择适当的支护类型和参数。
围岩分级包括喷射混凝土、锚杆、钢支撑等,提供足够的支撑力,防止围岩变形和破坏。
初期支护在初期支护的基础上,采用更强的支护措施,如钢筋混凝土衬砌等,以增加隧道的整体稳定性。
二次支护隧道支护结构设计排水设计通过设置排水沟、排水管等设施,将地下水排出隧道外,以防止积水对隧道结构造成不利影响。
防水设计采用防水卷材、防水涂料等材料,防止地下水渗透进隧道内。
高速铁路的隧道的特点高速铁路的隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定的。
研究表明,以上两方面要求中,后者起控制作用。
当列车进入隧道时,原来占据着空间的空气被排开。
空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和上部流动,列车前方的空气受压缩,随之产生特定的压力变化过程, 引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。
1、由于瞬变压力造成乘员舒适度降低,并对车辆产生危害;2、微压波引起爆破噪声并危及洞口建筑物;3、行车阻力加大;4、空气动力学噪声;5、列车风加剧。
高速铁路进入隧道产生的空气动力学效应是由多种因素所确定的。
行车速度,车头和车尾形状,列车横断面,列车长度,列车外表面形状和粗糙度,车辆的密封性等。
隧道净空断面面积,双线单洞还是单线双洞,隧道壁面的粗糙度,洞口及辅助结构物形式,竖井、斜井和横洞,道床类型等。
列车在隧道中的交会等。
列车进入隧道引起的压力变化是两部分的叠加:①列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化;②列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化(Mach波)。
当双线隧道中同时有不同方向列车相向行驶时,叠加所产生的情况则更为复杂。
列车在隧道中运行时(无相向行驶列车)车上测得的最大压力波动发生在第一个反射波到达列车时。
Mach波以声速传播,对于长隧道,来回反射的周期相应较长。
同时,在反射的过程中能量有所衰减。
而对于短隧道,Mach波反射的周期大为缩短。
同时,在反射过程中能量损失也较少,致使压力波动程度加剧。
试验表明,压力波动绝对值,并不随隧道长度的减小而减小。
因此,对高速铁路中的隧道,有的虽然不长(例如长度在1km左右),其可能引起的行车时的压力波动仍然不能忽视。
但是,当隧道长度短到使列车首尾不能同时在其中时。
我国高速铁路主要技术特点中国铁道科学研究院研发中心徐鹤寿速度是铁路运输现代化的重要标志之一。
自1964年日本成功建成世界第一条高速铁路——东海道新干线以来,高速铁路以其速度快、运能大、效益高、全天候、节能、环保、安全等显著特点,在世界各国得到迅速发展。
我国高速铁路的主要技术特点由于各国发展高速铁路的国情、路情不同,运输模式不同,故采用的技术和装备也不同,运营管理和养护维修方式也有不同。
我国具有国土辽阔、人口众多、铁路客货运输繁忙等不同于国外的特点,因此在充分借鉴国外高速铁路先进技术的基础上,结合我国的实际,逐步形成了具有中国特色的高速铁路技术体系。
其特点是:满足高速度、高密度、大运量、长距离、高舒适性及多种运输组织形式需求;兼容不同速度等级的列车,配备多种编组形式的动力分散型动车组;采用高平顺性、高稳定性、高耐久性且少维修的基础设施;建立智能化的调度指挥系统、列车自动控制系统及信息化的运营管理系统;高度重视环境保护,追求高安全性、高可靠性及低运营成本。
高速铁路系统主要由工务工程、牵引供电、通信信号、动车组、运营调度、客运服务等6大系统构成。
我国高速铁路各系统的主要特点如下。
2.1 工务工程技术特点为保证高速列车能够长期、持续地安全、平稳的运行,要求线下基础具有高平顺性、高稳定性、高精度、小变形、少维修等特点。
线下基础的这些技术特点是高速铁路有别于中低速铁路的最主要之点,需要从线路平纵断面、路基、轨道、桥梁、隧道等各方面选用必要的技术标准和措施加以保证。
2.1.1 线路为保证高速列车的运行安全、平稳和旅客的舒适度,线路设计的主要特点是平、纵断面变化应尽可能平缓,并具有一个宽大封闭的运行空间。
为此增大了线间距、曲线半径、缓和曲线及夹直线的长度及坡段长度等。
(1)建筑限界建筑限界是铁路的基本技术标准之一,与运输模式和车辆、桥隧、站台、接触网等设备设施的设计密切相关。
建筑限界一般分为基本建筑限界、桥梁建筑限界、隧道建筑限界;根据牵引种类,又分电力牵引铁路、内燃牵引铁路的建筑限界等。
简述高速铁路隧道特点
高速铁路隧道是现代铁路建设中重要的组成部分,其特点主要体现在以下几个方面。
首先,高速铁路隧道对车辆行驶速度和行车安全具有重要意义。
隧道内部相对封闭的环境使得列车在其中可以更好地保持稳定的速度,最大限度地减小了与外界环境的摩擦力,从而提高了列车的运行效率和速度。
此外,隧道的建设还可以避免列车与其他交通工具或行人之间的交叉冲突,有效提高了铁路的安全性。
其次,高速铁路隧道在地质条件和地形地貌上的要求很高。
由于隧道是在地下开挖,因此需要对所处的地质环境进行详细的勘探和评估工作,以确保隧道的稳定性和安全性。
在地形地貌条件复杂的地区,隧道的设计需要充分考虑山岭、河流、地下水等因素的影响,采取相应的措施来应对地质灾害的风险,如地层加固、防水处理等。
另外,高速铁路隧道在通风和防火方面也有一系列特殊要求。
由于隧道内的空间有限,列车行驶时会产生大量的热量和废气,因此隧道的通风系统需要能够及时排除烟雾和废气,保障列车和乘客的安全。
此外,隧道还需要采取一系列防火设计和设施,如防火墙、防火门等,以最大程度地减少火灾的发生和蔓延。
最后,高速铁路隧道还需要考虑环境保护和可持续发展的因素。
在设计和建设过程中,需要尽量减少对自然环境的破坏和对生态系统的影响。
隧道的排水系统、垃圾处理、噪音控制等方面的设计,都需要与环境保护要求相匹配,以减少对周围环境的污染和干扰。
总的来说,高速铁路隧道具有对车辆行驶速度和行车安全的重要意义,需要满足地质条件和地形地貌的要求,以及特殊的通风、防火和环境保护需求。
这些特点使得高速铁路隧道成为现代铁路建设中不可或缺的重要组成部分。
高铁特点及优势1. 基本特点1、高速铁路非常平顺,以保证行车安全和舒适性,高速铁路都是无缝钢轨,而且时速300公里以上的高速铁路采用的是无砟轨道,就是没有石子的整体式道床来保证平顺性。
2、高速铁路的弯道少,弯道半径大,道岔都是可动心高速道岔。
3、大量采用高架桥梁和隧道。
来保证平顺性和缩短距离。
4、高速铁路的接触网,就是火车顶上的电线的悬挂方式也与普通铁路不同,来保证高速动车组的接触稳定和耐久性。
5、高速铁路的信号控制系统比普通铁路高级,因为发车密度大,车速快,安全性一定要高。
2. 主要优势2.1 载客量高无论是高速公路或机场都会发生挤塞。
高速铁路的优点是载客量非常高。
2.2 耗时少除最高运行速度外,旅客更关心的是旅行时间。
2.3 安全性好高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。
高速铁路问世35年以来,日、德、法三国共运送了50亿人次旅客。
只有德国1998年6月3日的ICE884高速列车行驶在改建线上发生事故。
2.4 正点率高高速铁路全部采用自动化控制,可以全天候运营,除非发生地震。
2.5 舒适方便座席宽敞舒适,走行性能好,运行非常平稳。
减震、隔音,车内很安静。
乘坐高速列车旅行几乎无不便之感,无异于愉快的享受。
2.6 能耗较低如果以“人/公里”单位能耗来进行比较的话。
高速铁路为1,则小轿车为5,大客车为2,飞机为7。
高速列车利用电力牵引,不消耗宝贵的石油等液体燃料,可利用多种形式的能源。
3. 社会效益对沿线地区经济发展起到了推进和均衡作用;促进了沿线城市经济发展和国土开发;沿线企业数量增加使国税和地税相应增加;节约能源和减少环境污染。
随着京津城际铁路、京广高速铁路、郑西高速铁路、沪宁城际高速铁路、沪杭高铁、京沪高铁、哈大高铁、兰新高铁等相继开通运营,中国高铁正在引领世界高铁发展。
专家们认为,交通运输各行业中,从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析,铁路的优势最为明显。
高速铁路的隧道的特点高速铁路的隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定的。
研究表明,以上两方面要求中,后者起控制作用。
当列车进入隧道时,原来占据着空间的空气被排开。
空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和上部流动,列车前方的空气受压缩,随之产生特定的压力变化过程,引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。
1由于瞬变压力造成乘员舒适度降低,并对车辆产生危害;2、微压波引起爆破噪声并危及洞口建筑物;3、行车阻力加大;4、空气动力学噪声;5、列车风加剧。
高速铁路进入隧道产生的空气动力学效应是由多种因素所确定的。
行车速度,车头和车尾形状,列车横断面,列车长度,列车外表面形状和粗糙度,车辆的密封性等。
隧道净空断面面积,双线单洞还是单线双洞,隧道壁面的粗糙度,洞口及辅助结构物形式,竖井、斜井和横洞,道床类型等。
列车在隧道中的交会等。
列车进入隧道引起的压力变化是两部分的叠加:①列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化;②列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化(Mach波)。
当双线隧道中同时有不同方向列车相向行驶时,叠加所产生的情况则更为复杂。
列车在隧道中运行时(无相向行驶列车)车上测得的最大压力波动发生在第一个反射波到达列车时。
Mach波以声速传播,对于长隧道,来回反射的周期相应较长。
同时,在反射的过程中能量有所衰减。
而对于短隧道,Mach波反射的周期大为缩短。
同时,在反射过程中能量损失也较少,致使压力波动程度加剧。
试验表明,压力波动绝对值,并不随隧道长度的减小而减小。
因此,对高速铁路中的隧道,有的虽然不长(例如长度在1km左右),其可能引起的行车时的压力波动仍然不能忽视。
但是,当隧道长度短到使列车首尾不能同时在其中时。
则Math波的叠加不可能发生,压力波动程度当然随之缓解。
当隧道长度为1km时,压力波动明显加剧,而当隧道长度进一步增大到3km时,压力波动则并无显著加剧,反而有缓解趋向。
列车交会的双线隧道,最不利情况发生在列车交会在隧道中点时。
研究表明:对于压力波动,诸因素中隧道横截面积的影响是最大的。
隧道净空断面面积,或者说,隧道阻塞比是最主要的因素。
根据计算分析,提出压力波动与隧道阻塞比之间有下列关系。
3 N 3 kv P 2 max ??单一列车在隧道中运行时,N =1 .3 ?? 0.25。
考虑列车交会时,N =2.16 ?? 0.06。
式中:max P —3秒钟内压力变化的最大值;v —行车速度;??一阻塞比;面积隧道内轨顶面以上净空列车横截面积 =??。
竖井(斜井、横洞)的存在会缓解压力波动的程度。
竖井位置对减压效果的影响很大,并不是处于任何位置的竖井都能有较好的效果。
竖井断面积5〜IOm 2即可,加大竖井的横断面积,并不能收到好的效果。
根据Mach 波叠加情况可以理论地得到竖井的最佳位置:)1 ( 2 M M L X ?? ?? 式中X —竖井距隧道进口距离;L —隧道长度;M —Mach数。
双线隧道列车在隧道中交会引起压力波动的叠加,情况十分复杂。
列车交会时,压力波动最大值是单一列车运行情况的2.8倍。
实际上,列车交会时所产生的压力波动同列车长度、隧道长度、会车位置、车速等多种因素有关。
在车辆密封的情况下,假定车外压力a P为常数,车内压力随时间的变化可以表为:£六)列车密封条件对车肉压力彼动的誓响在旳辆借对的怙况下.假定年外乐力巴为常独,年内用力曲时间的哽化可以表Pi = p 川』U式申r 称为乂密封指数”用于衡量叩辆的曹封和惟・亠不犠封帝,‘ r=0. ■IS -fl. 8S -般lf<r=n. 7S“新一代搐封巾” r =3.0-8. OS考虑耳汕时间的函数.呱有.R=「丄Jo r内外压差:P a -Fi = F o -「丄PaC^^dlJo r 机械阻力一般同彳i <1琏堆成i 「.l 匕琳=杠+肿”式中 a rb —常敷:V —车翅;ff P —列牟质母■=■ 而空气阴力则同行平速厘.:按方成正比°在隧道中.茫吒阻力问題山为吏出.相抵现畅试验资料.TJIAKA, N.NISHinKA^{]9&7)il 出了行勺:阴力的F 列经轻 公式匸D = [(« +bVW + (c + dI)V 2 ] x 9.8式中 疔一列千质ffi(t) : V —K 速(如/h 〉; J —列?F*麻5" P —組力他几(:二)隧道条件对空气阻力的影响① 隧垣长仪的燼响研究表明.空气I 阻力馳蟹逍氏度的增加而锻岡增加.但艮增加昭越*越小,皿 后眉丁一常数.限窒比"越小.雄于常:数所需的陡道长度越綁*甞小M 时.隧道 尺股超过:弧皿%后.空气阻力己变化不大:而対于^- 0.42的隧道在长陶赧过W 丽以 后仍仃较大的变化,② 阻塞比用对帘气阻力的畀响空气訊力師打的席加而单调噌加.廿貝斜率越来越大口当哄vpbOkm/H 対例.再 尿A 1厉壇加到0一 20时,空气肌力将増加TI :璃〒而屮[卅从0勺惱加至血一心时*空气阻 力将増?JII 16%,③ 列7r 在隧逍叩交会的影响WS=10Ohi , // =0. 1 /j 例*当曲列下千体巫令时・空气組力条數将壇加23%(T 长:帘Um 陡道长:i(KXJm) <,—般兌來会不阻力貝对确宜机车量大奉引能力时右意义。
④ 整井的磁响竖井的存召“可降低疔车阻力.但这种恋响并不很大*以设在陡道中断面积力计算结果表明,车辆的密封对车内压力波动的影响可以归结为 值得指出的是,在考虑到列车交会的情况下, 就车外压力而言, 情况,然而在列车密封的条件下,洞口会车并非最不利情况。
由于 不及 响应"列车就出洞了。
高速铁路隧道设计应通过正确地选择隧道设计参数,将压力波动控制到 内。
评定压力波动程度一般采用的参数有:① 峰对峰”最大值。
即最大压力变化的绝对值; 缓解”和滞后”两种效应。
洞口会车有时会成为最不利 滞后”效应,车内压力来允许”范围② 压力变化率的最大值。
将这两种指标单独使用均不能合理地同人的生理反应和乘员的舒适度相联系。
例如,对于变化缓慢的压力过程,即使变化幅度较大,但由于来得及对耳腔压力进行主动(如做吞咽 动作)或被动(外界降压时中耳通道将自动开启 )调节,不会造成很大不适。
当然,对于变化急 剧的情况,尽管变化率较大,但只要变化幅度不大,也不会有多大问题。
因此,目前较通 用的评估参数是相应于某一指定短时间内的压力变化值,例如3S 内最大压力变化值或 4S 内最大压力变化值。
所谓3S 或4S 大致相当于完成耳腔压力调节所需的时间。
行车阻力由机械阻力和空气阻力两部分组成。
机械阻力一般同行车速度成正比: W bV a D M ) ( ?? ?? 式中a ,b —常数;V —车速;W —列车质量。
而空气阻力则同行车速度二次方成正比。
在隧道中,空气阻力问题更为突出。
根据现场试验资料,T .HARA ,N .NISHIOKA 等(1967)提出了行车阻力的下列经验公式: 8.9 ] ) ( ) [( 2 ?? ?? ?? ?? ?? V die W bV a D 式中 W —列车质量(t) ;V —车速(km/h) ;l — 列 车 长 度 (m) ; D — 阻 力(N )。
① 隧道长度的影响研究表明,空气阻力随隧道长度的增加而单调增加,但其增加率越来越小,最后趋于一常数。
阻塞比??越小,趋于常数所需的隧道长度越短。
当 0.15 = ??时,隧道长度超过 3km 以后,空气阻力已变化不大; 而对于0.42 ?? ??的隧道在长度超过 10km 以后仍有较大 的变化。
docb s * •1 IA<»M I 1 'J 站 11 J | 典.J El i J I U ~T~ Q. LzJ ±1 r ri P I M* 1-n P 'J III rirAH J m AJL1+ J rt W'^lr -K ^ '4 P 此后.蘭着新干线投入运营和列车速度的提高,右丨丨术的苴它地方也相醴出現门11權爪波F 生的侗I 丨气“减冋现紅2.黴压滾的实态价析隧逍锻压彼绘和弔岛建进入隧道产生的压縮砂件肚.近内以仁勺代捆•「別辽呢道的出」时.|n|9b 故対的I 除冲状爪力波。
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当以V=250km/h为例,??从0.15增加到0.20时,空气阻力将增加工13%。
而当??从0.4增加到0.45时,空气阻力将增加16%。
③列车在隧道中交会的影响以S=1OOm 2、?? =0.1为例,当两列车车体重合时,空气阻力系数将增加23% (车长360m,隧道长3000m)。
一般说来会车阻力只对确定机车最大牵引能力时有意义。
④竖井的影响竖井的存在,可降低行车阻力。
但这种影响并不很大。
以设在隧道中断面积为5m 2的竖井为例,当?? =0.42时,空气阻力减小7%,当?? =0.15时,空气阻力仅降低1.2%。
微压波是隧道出口微气压波的简称,是高速铁路隧道运营过程中产生的空气动力学问题之一。
微压波使得列车高速进入隧道时,在另一侧出口产生突然爆炸声响,对隧道出口附近的环境构成危害。
欧洲国家对此研究较少,而日本由于采用的隧道断面较小,微压波问题特别突出。
针对这一现象,日本铁道技术研究所等在现场测试、模型实验、理论分析及工程措施等方面进行了全面地研究,并取得了成功的应用。
研究认为,隧道出口的爆炸声响是由列车高速进入隧道产生的压缩波在隧道内传播到达出口时,由出口向外部放射脉冲状压力波而引起的。
微压波的大小与列车进洞速度、隧道长度、道床类型及隧道入口形式等有关。
降低隧道微压波的工程措施有以下几种:①采用特殊隧道入口形式(称为洞口缓冲结构);②采用道碴道床或具有相同效果的贴附有吸音材料的洞壁;③连接相邻隧道并在连接部分适当开口,对单一隧道可在埋深浅的地方设窗孔;④利用斜井、竖井、平行导坑等辅助坑道。